Benzin, yaklaşık 160 yıl önce, o dönem aydınlatma için kullanılan gaz lambalarına yakıt gazyağı yapmak için ham petrolün rafine edilmesi sonucu onun bir yan ürünü olarak keşfedildi. O zamanlar benzin için kullanım alanı yoktu, bu yüzden yanıcı olduğu keşfedilince gaz lambaları için gazlı bir yakıta dönüştürüldü. Yaklaşık 125 yıl önce, 1890'ların başında otomobil mucitleri benzinin bir motor yakıtı olarak değeri olduğunu fark etmeye başladılar. 1911'de benzin ilk kez satılmaya başladı ve 1920'de Amerika Birleşik Devletleri'nde yaklaşık dokuz milyon benzinle çalışan araç vardı ve artan sayıda araba ve kamyonu beslemek için ülke genelinde benzin istasyonları açılıyordu.
Bugün ise dünya genelinde benzin kullanımı yaygınlaşmış durumda ve satılan benzinin %90’ını hafif ticari araçlar kullanıyor. Kalan yüzde 10’luk benzin ise motosikletlerde, eğlence araçlarında, teknelerde, küçük uçaklarda, inşaat ekipmanlarında, taşınabilir elektrik jeneratörlerinde kullanılmaktadır. Dünya genelinde benzinin kullanım miktarı kişi başına ortalama 1 litredir ve bu dünyanın günlük benzin kullanımının 7-8 milyar litreyi bulduğu anlamına gelmektedir.
Peki, tüm bu benzin aracımızın deposuna gelene kadar nasıl maceralardan geçiyor hiç merak ettiniz mi? O zaman benzin üretimi ve dağıtımı hakkında daha fazla bilgi edinmek için okumaya devam edin.
Benzin, tamamen hidrojen ve karbon atomlarından oluşan organik bileşikler içeren ham petrolden yapılır. Ham petrol tarihte ve günümüzde yeraltı ve deniz altı rezervuarlarına açılan dikey kuyulardan elde edilmektedir. Bir petrol kuyusu, esasen, kasa adı verilen metal bir boru ile kaplanmış yuvarlak bir deliktir. Metal muhafazanın alt kısmında, hazneden yağın girmesine izin veren delikler vardır. Birçok petrol kuyusu ayrıca ev ısıtması gibi alanlarda kullanılan, ancak aynı zamanda uygun modifikasyonlar ile motor yakıtı olarak da kullanılabilen doğal gaz da üretir.
Modern petrol kuyuları hala dikey şaftlarla başlar, ancak oradan çok yönlü ve değişen derinliklerde dallara ayrılabilirler. Bu ikincil şaftlar, ek yağa erişim sağlayarak, yüzey bozulmalarını en aza indirirken üretimi artırır. Yatay sondaj ise bir kuyunun etrafındaki zemini parçalamak için sıvı enjeksiyonu ve patlayıcı yükleri kullanan ve ek petrol ve doğal gaz açığa çıkaran bir süreç olan kırma işleminde yaygın bir uygulamadır. Yatay kuyular, merkezi şafta bağlıdır ve birkaç mil uzunluğa sahip olabilir.
Bazı kuyular, petrolü yüzeye çıkaran doğal iç basınca sahipken, çoğu benzin kuyusundan yağı çıkarmak pompa gerekir. Mümkün olan maksimum petrolü çıkarmak için bir kuyuya ömrü boyunca birkaç ek işlem uygulanabilir. Bu uygulamalar kuyuya su basmayı, gaz veya buhar enjekte etmeyi içerir. Ham petrol fiyatları düştüğünde, düşük üretimli kuyular kapatılabilir, ancak fiyatlar yükseldiğinde tekrar devreye alınabilir.
Bilinenin aksine, ham petrolün rengi neredeyse berraktan koyu siyaha kadar değişir ve sudan neredeyse katıya kadar değişen bir viskoziteye sahip olabilir. Aynı bölgeden çıkarılan petrol benzer özelliklere sahip olma eğiliminde olsa da, ham petrolün kalitesi de büyük ölçüde değişir. Çıkan ham petrolün kalitesini belirleyen en önemli iki kriter moleküler yoğunluk ve içerdiği kükürt miktarıdır.
Kısa hidrokarbon zincirleri olan ve 34 veya daha yüksek bir Amerikan Petrol Enstitüsü (API) yoğunluğuna sahip yağlar "hafif" olarak kabul edilir, 31 ile 33 arasındakiler "orta", 30 ve altı olanlar ise "ağır" olarak kabul edilir. Kükürt içeriği ağırlıkça yüzde 0,5'ten az olan yağlar "tatlı" ve bu seviyenin üzerindekiler "ekşi"dir. Hafif tatlı ham petrol, daha düşük maliyetle daha kolay rafine edildiğinden ve daha fazla miktarda ürün elde edilebildiğinden en değerli ham petrol olarak kabul edilir.
46 tane önemli miktarlarda petrol ihraç eden ülke var, ancak ham petrol fiyatları genellikle üç ana üreticiden birine göre fiyatlandırılıyor: West Texas Intermediate Crude, North Sea Brent Crude, and UAE Dubai Crude. Bu üreticilerin ürünlerini fiyatlandırması, tüm petrol endüstrisi için bir barometre görevi görür. Petrol fiyatları, hikayesi petrol sondajının başlangıcına kadar uzanan bir ölçü birimi olan 42 galonluk bir "varil" ham petrolün maliyetine dayanmaktadır.
Geçmişte, Amerika Birleşik Devletleri büyük miktarlarda ham petrol ve diğer petrol ürünleri ithal etti. Zirve, net ithalatın (ithalat eksi ihracat) günde 12,6 milyon varile yükseldiği 2005 yılındaydı. Daha yakın zamanlarda, devam eden arama ve gelişmiş çıkarma süreçleri, yerli petrol üretimini artırdı ve petrol ithalatını azalttı. 2016'da net ithalat günde sadece 4,9 milyon varildi ve bu da toplam ABD petrol tüketiminin yaklaşık yüzde 25'ine denk geliyor. Bu, 1970'ten bu yana en düşük seviye olan 2015'teki yüzde 24'ten biraz yüksekti.
Kuyulardan ham petrol çıkarıldıktan sonra rafinerilere taşınmadan önce büyük tanklarda depolanır. Ham petrolü taşımak için boru hatları, gemiler ve mavnalar yaygın olarak kullanılan yöntemlerdir. Bununla birlikte, son yıllarda boru hattı veya su yolu erişimi olmayan bölgelerde artan üretim, daha fazla petrolün tankerler ve trenlerle taşınmasına neden oldu. Katranlı kum gibi içerikleri olan çok kalın ve ağır ham petrol formları, boru hatlarından pompalanmadan veya başka yollarla taşınmadan önce solventlerle inceltilmektedir.
Tüm ham petrol taşıma yöntemleri çevre için potansiyel riskler taşır. Bununla birlikte, petrol trenlerinin raydan çıkmaları ek tehlikeler oluşturur, çünkü trenler, petrol sızıntılarının ve olası yangınların önemli maddi hasara ve can kaybına neden olabileceği şehir ve kasabalardan rutin olarak geçer.
Bu endişeleri gidermek için, Ulaştırma Bakanlığı Mayıs 2015'te yükseltilmiş tank vagon standartlarını, büyük hacimli yanıcı sıvıların demiryoluyla taşınması için yeni operasyonel yönergeleri ve gelişmiş acil durum müdahale planlaması ve eğitimini içeren kapsamlı bir kural listesi yayınladı. Demiryolu endüstrisi raydan çıkma olasılığını en aza indirmek için hat denetimlerini artırmıştır ve petrol taşımacılığı için en güvenli demiryolu güzergahlarının belirlenmesine yardımcı olmak için özel teknolojiler kullanmaya başlamıştır.
Rafineriler, ham petrolden ve bazı durumlarda biyokütle gibi diğer kaynak malzemelerden ticari ürünler üreten büyük ölçekli endüstriyel tesislerdir. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki petrol arıtma kapasitesinin yarısından fazlası Körfez Kıyısı'nda, geri kalanı ülke genelinde dağılmış durumdadır.
Petrol rafinerileri günde 24 saat ve haftada yedi gün çalışır, ancak bakım ve onarım için periyodik olarak kapatılmalıdır. Genellikle bu, rafinerilerde yaz benzini veya kış benzini üretimine geçiş yapılacağı zaman ilkbahar ve sonbahar aylarında olmak üzere yılda iki kez periyodik olarak yapılır.
Rafinerilerin kapatılması benzinin bize ulaşma sürecini doğrudan etkilediği için dikkatle takip edilmekte ve rafineriler bakım öncesi hangi tarihlerde kapalı olacaklarını duyurmaktadırlar. Plansız bir şekilde rafineri kapatılması kısa süreli benzin kıtlığına ve fahiş fiyatlarda benzin satılmasına neden olabilir.
Tüm rafineriler, ham petrolü çeşitli bileşen parçalarına ayırmak için ilk olarak fraksiyonel damıtma adı verilen bir işlem kullanır. Damıtma, ham petrolün kaynayana kadar (yaklaşık 600°C'de) ısıtılmasını ve ardından buharın bir damıtma kulesine aktarılması prensibine göre yapılır. Kaynayan ham petrolden çıkan sıcak buhar kulede yükseldikçe soğur ve farklı yüksekliklerde ve sıcaklıklarda ham petrolün çeşitli "fraksiyonları" yoğunlaşır ve toplanır. Yağlama yağı gibi daha ağır fraksiyonlar, daha yüksek kaynama noktalarına sahiptir ve kulenin dibine yakın yoğunlaşır. Propan ve bütan gibi daha hafif fraksiyonlar daha düşük kaynama noktalarına sahiptir ve üste çıkar. Kulenin orta kısmında benzin, gazyağı ve motorin toplanır.
Benzin dahil çoğu petrol ürünü kuyudan ilk çıktığında kullanıma hazır değildir. Fraksiyonları saflaştırmak ve bunları pazarlanabilir ürünlere dönüştürmek için bir dizi ikincil rafine etme işlemi gereklidir.
"Cracking" yani çatlama adı verilen ikinci basamakta ise daha ağır fraksiyonların moleküllerini daha hafif olanlara parçalayan arıtma işlemleri yer alır. Daha ağır yağlardan benzin bileşenleri yapmak için sıklıkla kullanılır. Akışkan katalitik cracking, hidrocracking ve koklaşma/termal cracking gibi birçok cracking formu vardır. Her biri prosesin bitiminde benzin ve diğer ürünlerde kullanılan benzersiz hidrokarbon ürünler çıkmasını sağlar.
“Birleştirme” işlemi ise esasen çatlamanın tam tersidir. Daha hafif fraksiyonları, benzinin formüle edilmesinde de kullanılan daha ağır olanlarla birleştirir. İki yaygın birleştirme işlemi, reform ve alkilasyondur. İlki, benzin yapımında kullanılan bileşenlerin miktarını arttırırken, ikincisi, bitmiş yakıtın oktanını yükseltmede kilit rol oynayan "aromatik" hidrokarbonlar yaratır.
Ve nihayet benzin üretiminde son adım ise “blendin” adımıdır. Çeşitli rafine işlemlerinden elde edilen çoklu petrol ürünleri, birinci sınıf benzin oluşturmak için dikkatlice birleştirilir. Bu yakıtlar hem mevsime hem de yakıtın satılacağı yere göre değişen açık ve kapsamlı performans gereksinimlerini karşılamalıdır. Örneğin, yaz benzini daha az kolay buharlaşmak için harmanlanır, bu da buharlaşma emisyonlarını azaltmaya yardımcı olur. Kış benzini daha kolay buharlaşmak için karıştırılır, bu da soğuk kış günlerinde motorun kolayca çalıştırılmasına yardımcı olur.
Amerika Birleşik Devletleri'nin çeşitli bölgeleri ve Avrupa Birliği sınırları içinde yer alan ülkeler, daha temiz yanan ve emisyonları azaltmak için bir Devlet Uygulama Planının (SIP) parçası olan özel olarak harmanlanmış "butik" veya "yeniden formüle edilmiş" benzinlere ihtiyaç duyar. Başlangıçta 15 benzersiz formülasyonun kullanımı serbest olmasına karşın EPA şimdi yeni SIP'lerde yalnızca altı butik yakıtın kullanılmasına izin veriyor. Mevcut SIP'lerin parçası olan diğer formülasyonlar, çeşitli uygulamalarda kullanılmaya devam ediyor.
Bir varil ham petrolden yapılan bitmiş petrol ürünlerinin miktarları rafineriye göre değişiklik gösterir ancak çoğu tesis benzin çıktısını en üst düzeye çıkarmak için tasarlanmıştır. Ekteki çizimde gösterildiği gibi, her varilin neredeyse yarısı benzine dönüştürülür ve yaklaşık dörtte biri dizel yakıt olur. "Rafineri işleme kazancı" adı verilen bir etki nedeniyle, 42 galonluk bir ham petrol varil aslında yaklaşık 45 galon bitmiş petrol ürünü sağlar.
Rafine edildikten sonra benzin, büyük metropol alanlarında ve çevresinde bulunan dağıtım terminallerine boru hatları, gemiler ve mavnalar aracılığıyla dağıtılıncaya kadar büyük tanklarda depolanır. Yakıt kirlenmesini önlemek için rafine edilmiş yakıt iletiminde kullanılan boru hatları ham petrolün taşınmasında kullanılanlardan farklıdır.
Gazyağı, dizel ve jet yakıtı gibi benzin ve diğer rafine edilmiş petrol ürünleri, bir ürün ile diğeri arasında fiziksel bir ayrım olmaksızın gruplar halinde boru hatlarından gönderilir. Bu durum ürünlerin bir miktar birbirine karışmasıyla sonuçlanır ve bu karışımları hattın her iki tarafında saf ürünlerden izole etmek için sistemler mevcuttur. Ayrıştırılan bu sıvıya Transmix adı verilir. Bu karıştırılmış sıvı ayrı olarak depolanır ve yeniden rafine edilerek satılabilir ürünlere dönüştürülen özel işleme tesislerine gönderilir.
Dağıtım terminalleri, normal ve birinci sınıf benzin, dizel yakıt ve etanol içeren devasa depolama tanklarına sahiptir. Benzin depolama tankları tipik olarak birçok farklı rafineriden ve petrol şirketinden yakıtlar içerir – Bu da bu aşamaya gelen tüm benzinlerin aynı olduğu anlamına gelir. Dağıtım terminalinde ayrıca standartlaştırılmış tedarikçi formülasyonlarından, bireysel petrol şirketleri tarafından geliştirilen markaya özel karışımlara kadar değişen yakıt katkı paketleri içeren çok sayıda daha küçük depolama tankı bulunmaktadır.
Benzin, 10.000 galona kadar yakıt alabilen tankerlerle servis istasyonlarına teslim edilir. Bu kamyonlardaki çoğu tankın birden fazla bölmesi vardır, bu nedenle birkaç farklı tür ve derecedeki yakıtı taşıyabilirler. Tanker dağıtım terminalinde doldurulduğunda, etanol (gerektiğinde) ve belirli bir yakıt katkı paketi, tanka pompalanırken benzinle karıştırılır. İşte benzinin her markaya göre değişen benzersiz özelliklere sahip bir ürün haline geldiği nokta budur.
Tanker kamyonlar, benzin ve dizel yakıtı dağıtım terminalinden yeraltı tanklarında depolandığı servis istasyonlarına teslim eder. Çoğu istasyonda normal ve birinci sınıf benzin için tanklar, satarlarsa dizel için bir tank ve muhtemelen saf etanol için bir tank bulunur. Aşağıdaki bölümlerde, tüketicilerin benzin satın alırken dikkat etmesi gereken birkaç konuyu ele alacağız.
Benzin, normal, birinci sınıf ve orta sınıf kalitede satılmaktadır. Normal ve premium benzin karıştırılarak pompada orta dereceli yakıt oluşturulur. Bir benzinin derecesi, yakıtın motorun “vurulmasını” ne kadar iyi önlediğini değerlendiren oktanına dayanır. Oktan sayısı ne kadar yüksek olursa, yakıtın vuruntuya karşı direnci o kadar yüksek olur.
Ülkenin çoğu yerinde, yerel faktörlere bağlı olarak normal benzin 87, orta derece 89 ve birinci sınıf 91, 92 veya 93 oktandır. Havanın yanmayı desteklemek için daha az oksijen içerdiği yüksek rakımlarda, normal, orta dereceli ve birinci sınıf benzinler genellikle sırasıyla 85, 87 ve 91 oktan derecelerine sahiptir.
Araştırmalar araç üreticisi tarafından önerilenden oktan derecesinden daha yüksek oktan derecesine sahip benzin kullanıldığında motor performansında artış veya egzoz emisyonlarında azalma olmadığını ortaya koydu. Kullanıcı el kitabında bir araç için orta dereceli veya birinci sınıf yakıt belirtilmediği sürece aracınız için normal benzin kullanmaya devam edebilirsiniz. Bu sayede oldukça tasarruf etmiş olursunuz.
İlk defa ABD’de ortaya çıkan bir yasa yakıt enjektörlerinde, motor emme valflerinde ve yanma odası yüzeylerinde zararlı karbon birikintilerini önlemeye yardımcı olmak için tüm benzinlerin minimum miktarda temizleyici katkı maddesi içermesini şart koşar. Bununla birlikte, birçok otomobil üreticisi, gerekli minimum katkı maddesi içeriğinin, uzun vadede optimum motor ve emisyon performansını sürdürmek için yetersiz olduğuna inanmaktadır. Buna karşılık Top Tier temizleyici benzin adı verilen gelişmiş bir yakıt katkı maddesi standardı oluşturdular.
Üst Düzey benzinin motor bileşenlerini minimum temizleyici katkısına sahip yakıtlardan 19 kata kadar daha temiz tutabildiğini doğruladı. Bugün 52 marka benzin Top Tier standardını karşılamaktadır; bir liste burada bulunabilir.
Etil alkol elde edilmesi kolay iki karbonlu bir mono alkoldür. Renksiz keskin kokulu ve yanıcı bir sıvıdır. Aynı zamanda çok iyi bir oktan artırıcıdır. Aslında günümüzde yüksek oktanlı olarak reklam edilen benzinlerin hepsi düşük oktanlı benzinlere etil alkol eklenmesi neticesinde elde edilir. Emisyonu düşüktür, çevrecidir ve üretim maliyeti benzine göre oldukça düşüktür. Baz benzine %10 oranında karıştırılarak satılabilir.
Ancak tek kötü yanı ise alkolün aşındırıcı olması ve suyu çekmesidir. Bu da her motor için uygun değildir. Başta tekneler, benzinle çalışan ev tipi aletler alkol içeren benzinler ile çalıştırılması halinde sorun çıkartacaktır. E10 standartlarına uygun olmayan motor tipleri için kullanılması önerilmez.
Bazı servis istasyonları yüzde 15’e kadar etanol içeren E15 benzin karışımları satmaktadır. Bu istasyonlar genellikle, nihai yakıtı oluşturmak için özel "blender pompalarında" benzinle karıştırılan saf etanol içeren ek bir depolama tankına sahiptir.
E15, şu anda piyasada nispeten nadirdir ve yalnızca otomobil üreticisi tarafından özel olarak onaylanan araçlarda kullanılması önerilir. Yüzde 15'ten fazla etanol içeriğine sahip yakıtlar, yalnızca fabrikada daha yüksek etanol karışımlarına uyum sağlayabilen özel yakıt sistemleriyle donatılmış araçlarda kullanılmalıdır.
Bir kişinin tek başına benzin üretimini, dağıtımını ve satışını etkileme yeteneği benzin alırken yaptığı seçimlerle oldukça sınırlıdır. Bu noktaya kadar süreç, petrol şirketleri ve devlet kurumları tarafından kontrol ediliyor. Ama bu tüketici seçiminin önemsiz olduğu anlamına gelmez. Toplu olarak, tüketici satın alma tercihleri, şirket kazançları üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabilir ve petrol sızıntıları gibi çevresel felaketler konusunda daha sorumlu davranışları teşvik edebilir. Bireysel olarak, uygun sınıf ve kalitedeki benzinin seçilmesi paradan tasarruf sağlayabilir, performansı ve yakıt ekonomisini optimize edebilir ve egzoz emisyonlarını azaltabilir.